수색 및 구조 작전용 오리가미 로봇 뱀, 청색기술로 개발

최근 덴마크 과학자들이 청색기술을 이용하여 언젠가 재난 현장에서 생존자를 찾거나 다른 행성을 탐험할 수 있는 오리가미(종이접기)식 뱀 로봇을 개발했다. 이 장치는 실제 뱀처럼 직선 운동을 통해 움직인다.

대부분의 사람들은 뱀이 기어다니는 모습을 떠올릴 때, 이 파충류가 수평으로 S자 모양으로 몸을 구부리는 모습을 상상할 것이다. 하지만 사실 이러한 형태의 이동은 뱀이 일반적으로 사용하는 네 가지 이동 방법 중 하나에 불과하다.

뱀은 좁은 틈을 통과해야 할 때 몸을 좌우로 휘젓는 것은 불가능하다. 대신, 뱀은 머리부터 꼬리까지 일련의 근육을 순차적으로 수축하고 이완하면서 몸을 곧게 유지한다.

뱀의 아래쪽 피부는 옆구리 피부보다 더 유연하기 때문에 근육이 수축할 때마다 아래쪽 피부가 옆구리 피부보다 더 많이 늘어난다. 이로 인해 아래쪽 피부가 반복적으로 (측면에 비해) 앞으로 이동하고 타이어 트레드(tread)처럼 지면을 움켜쥐면서 뱀의 몸을 앞으로 당긴다.

직선 운동이라고 불리는 이러한 형태의 움직임을 새로운 로봇 뱀이 활용하는 것이다. 이 로봇은 남덴마크대(SDU)에서 공학박사 과정 여학생 부르쿠 세이도글루와 아마드 라프산자니 교수가 이끄는 연구팀이 개발했다.

로봇의 몸체는 세계에서 가장 강한 합성 섬유인 '초고분자량 폴리에틸렌(UHMWPE)'이 포함된 경량 복합 섬유로 연결된 세그먼트로 구성된다. 이 섬유를 레이저로 절단하고 오리가미처럼 접은 다음, 열 압착하여 각 세그먼트가 풀무(bellow)처럼 되도록 만든다.

각 세그먼트의 바닥 안쪽에는 동일한 섬유로 만들어진 작은 반투과성 파우치(pouch)가 있다. 로봇 내부를 따라 흐르는 실리콘 호스는 펌핑된 공기의 펄스를 이 파우치에 전달하여 순차적으로 팽창했다가 다시 공기가 새어 나오면서 수축한다. 그리고 파우치가 이 과정을 반복적으로 거치면서 로봇을 앞으로 이동시킨다.

이번에 개발한 뱀 로봇은 다른 대부분의 뱀 로봇에 비해 훨씬 가볍고 제작 비용이 적게 들며, 섬유로 된 몸체의 부드럽고 유연한 특성 덕분에 좁은 공간도 잘 통과할 수 있는 것으로 알려졌다. 물론 몸을 똑바로 유지하면서 앞으로 나아갈 수도 있다.

연구팀은 현재 로봇의 속도를 높이고 로봇이 양쪽으로 회전할 수 있도록 하는 동시에 공기 펌프를 로봇의 몸체에 통합하는 작업을 진행하고 있다. 언젠가는 센서가 장착된 자율 주행 로봇이 재난 현장에서 잔해에 갇힌 생존자를 찾거나 다른 험난한 환경에서 활용될 수 있기를 기대한다.

아래 동영상에서 로봇 뱀이 실제로 작동하는 모습을 확인할 수 있다. 이 연구에 대한 논문은 12일자 '디바이스(Device)' 저널에 게재됐다.

연구팀이 오리가미식으로 접은 섬유로 만든 새로운 뱀 로봇을 선보이고 있다.